调整主组以元素为基础的金属有机框架,以促进在环境条件下的电催化减少
Bo Han1, Lixiang Zhong2, Cailing Chen3
1SCARCE Laboratory, Energy Research Institute @ NTU (ERI@N), Nanyang Technological University, Singapore, 637459, Singapore.
缺陷的烟酸金属有机框架在环境条件下通过降解反应 (N2 RR) 显示为可持续生产氨的电催化剂.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 主要组基于元素的材料是电化学降解反应 (N2 RR) 的新兴催化剂,用于生产氨 (NH3).
- 对N2 RR性能的有限探索和不清楚的机制阻碍了它们的应用.
研究的目的:
- 调查 N2 RR 的基有缺陷的金属有机框架 (MOF).
- 展示缺陷工程在增强催化活性中的作用.
主要方法:
- 通过溶热反应合成原始烟酸 (Al-Fum) MOF.
- 通过溶剂辅助链接器交换应用缺陷工程,以创建缺陷的Al位点.
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算来确认机制.
主要成果:
- 缺陷的Al-Fum使稳定和有效的电化学N2 RR.R.成为可能.
- 实现了高的NH3生产率53.9μg(NH3) h-1 mgcat-1和Faradaic效率73.8%.
- DFT的计算证实了N2激活和质子化通过一个交替的关联机制在缺陷的Al位点.
结论:
- 基于Al的MOF中的缺陷工程显著提高了N2 RR性能.
- 缺陷的Al-Fum显示出作为可持续氨合成的有希望的电催化剂的潜力.
- 这种方法为N2 RR和其他应用开发基于主要组元素的MOF开辟了道路.
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